机械原理课程设计-冷霜自动灌装机

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1、机械设计课程设计说明书冷霜自动灌装机设计学生姓名：蔡美华学号：学院：机械工程专业：机械设计制造及其自动化题目：冷霜自动灌装机方案设计指导教师：马长安职称:教授2015年7月1日-9-目录1工作原理及工艺动作过程2原始数据及设计要求3设计过程（一）运动循环图：（二）机构的初步选型（四）运动尺寸计算及分析：1）电动机的选择：2）V带传动的设计及参数选择3）圆锥齿轮的设计4）凸轮机构的设计5）执行构件相关参数的确定：4参考书目：5心得体会6附图-9-冷霜自动灌装机设计说明书1工作原理及工艺动作过程冷霜自动灌装机是通过出料活塞干上下往复

2、运动实现冷霜灌装入盒内。其主要工艺动作有：1）将空盒送进五工位盘，利用转盘间歇运动变换不同工位；2）在灌装工位上空盒灌入冷霜；3）在贴锡纸工位上粘贴锡纸（利用锡纸下降）；4）在盖盒盖工位上将盒盖压下；5）送出成品。2原始数据及设计要求1）冷霜自动灌装机的生产能力：45盒／min。2）冷霜盒尺寸：直径D=50mm,高度h=20mm。3）工作台面里地面的距离约1200mm。4）要求机构的结构简单紧凑，运动灵活可靠，易于制造。5.传动系统电机为三相异步电动机，转速1000r/min。3设计过程四个基本运动：1.输送带的连续运动；2.五

3、工位盘的间歇转动;3.灌霜、锡纸压贴、加盖---三工位联动工架的往复运动;4.送出成品。（一）运动循环流程：运动循环图的设计:a)灌装、贴锡、加盖工艺流程：1)空盒通过输送带至五工位盘位置1。2)五工位盘做间歇转动，每次转动72°，转动时其他机构不执行动作。3)当转盘停止时，灌装、贴锡、加盖压杆工艺同时进行动作。4)灌装、贴锡、加盖三工位联动工架完成工作，一次循环结束。b)工艺过程的执行构件：1)送料机构：该机构主要是实现输送带的间歇运动，把空盒送入工位，并将成品输出。2)槽轮机构：它是在轴上通过圆锥齿轮连接槽轮，带动五工位盘实

4、现间歇运动。3)灌装、贴锡、加盖机构：该机构有固定在轴上的直动推杆凸轮机构组成，通过高低往复运动实现灌装、贴锡、加盖动作。c)各执行构件的运动协调：-9-1)协调原则：输送带是间歇运动，既不能与工位盘发生摩擦，也要求它不干涉其它几个机构的完整运动，所以传动轮尺寸要求有限制。五工位盘间歇时要实现三个执行动作，设计凸轮尺寸不应太大，各动作之间应互不影响。各构件要准确定位，以免回撞到其它构件。2)计算机械运动循环周期：因为生产率Q=45盒/min，所以五工位转盘的周期T=60s/45=1.33s，圆柱凸轮的周期1.064s，传送带周期

5、1.33s3)T时间个别执行构件的行程区段：输送带区段：间歇传动五工位盘区段：五工位盘的转动盒停歇，所占时间比：K=(z-2)/(z+2)=(5-2)/（5+2）=3:7，所以在一个循环周期内，五工位盘3/10（108°）时间转动，7/10（252°）时间停歇。执行机构1：送料机构连续运动执行机构2：槽轮机构转动停歇执行机构3：灌霜*锡纸压贴*加盖---三工位联动工架上升下降停（二）机构的初步选型㈠转盘间歇运动机构槽轮机构：-9-优点：结构简单，工作可靠，容易制造。转位迅速，其机械效率高，故能平稳地，间歇地进行转位。缺点：其运动

6、规律不能选择，调节性能差，在拨销进入和脱出槽轮时会产生柔性冲击，故常使用于速度要求不太高的运动中，我们所需要设计的冷霜自动灌装机中的五工位转盘转速不高，此缺点可以忽略，故比较合理，因而选用此机构。㈡灌装、贴纸、压盖机构直动滚子盘形凸轮机构:优点：只要适当地设计出凸轮的轮廓曲线，就可以使推杆得到各项预期的运动规律，而且机构简单紧凑。缺点：凸轮廓线与推杆之间为点线接触，易磨损，但是综合比较之下，这种机构最为合适。㈢贴锡纸压盒盖机构-9-（三）冷霜自动灌装机总体布置图（四）运动尺寸计算及分析：1）电动机的选择：参考《机械设计手册》可知

7、，电动机在同一额定功率下有几种同步转速可供选用，同步转速越高，尺寸重量越小，价格越低，且效率越高。设计时可优先选取同步转速为1500r/min和1000r/min的电动机，在我们的设计中，选用n=1000r/min的电动机。-9-2）V带传动的设计及参数选择：皮带轮传动机构由于电动机转速很高，达到1000r/min，因此冲击很大，用皮带传动可起到缓冲作用，同时将转速减低。这里设计减速五倍，结合实际空间尺寸，设计的皮带轮两轮直径参数为：小轮1的直径为50mm，大轮2的直径为200mm，实现4倍减速。皮带轮机构横向结构简图根据传送带

8、运动周期T=1.33s,所以拨盘圆销的T=1.33s,拨盘圆销与大皮带轮确定窄V带的基准长度和传动中心距：根据0.7（D1+D2）＜＜2（D1+D2），初步确定中心距=300mm。-9-3）圆锥齿轮的设计：由于圆锥齿轮只是用来改变轴的传动方向，以满足槽轮机构的运